La microélectronique à l'épreuve

de TJ Triolo | 28 juin 2023 | Caractéristiques, écoles Fulton

Les ingénieurs de test garantissent que les puces semi-conductrices fonctionnent correctement dans diverses conditions en les testant pour déceler les défauts et les écarts de processus hors tolérance.

Bien qu'une puce puisse sembler fonctionner correctement pour la plupart de ses utilisations, il suffit d'un manque de fonctionnement lors des tests pour qu'un petit nombre d'utilisateurs subissent des pannes importantes dans les systèmes électroniques.

"Pendant les tests, tous les défauts, y compris les défauts furtifs, doivent être détectés", explique Sule Ozev, professeur de génie électrique aux écoles d'ingénierie Ira A. Fulton de l'ASU. "Le travail d'un ingénieur de test consiste à travailler comme un détective et à trouver les modèles de test corrects, comme si on interrogeait un suspect, afin que tous les défauts possibles soient activés pendant les tests pour garantir qu'aucune pièce défectueuse n'est expédiée au client."

Pour répondre à la demande croissante d'ingénieurs de test de semi-conducteurs, la société d'équipements de test microélectronique Advantest et le fabricant de puces NXP® Semiconductors ont contacté ASU pour répondre à leurs besoins de formation dans ce domaine.

« ASU, qui possède l'une des écoles d'ingénieurs les plus renommées du pays, est juste à côté de nous et constitue un collaborateur naturel pour développer davantage les talents en ingénierie », déclare Raghu Maddali, directeur principal de l'ingénierie de test chez NXP.

La demande a abouti au test de fréquence radio EEE 522, un cours de génie électrique de niveau supérieur également ouvert aux étudiants de premier cycle, développé par Ozev en collaboration avec Advantest et NXP, qui a fait ses débuts au semestre de printemps 2023 avec neuf étudiants inscrits.

L'inspiration pour ce cours est née du manque de cours d'ingénierie de test de semi-conducteurs, en particulier pour ceux dans le domaine des puces de communication à signaux mixtes et radiofréquences, ou RF. Ozev affirme que l'ASU est l'une des rares universités aux États-Unis à proposer un tel cours.

Elle concentre spécifiquement le cours sur les puces à signaux mixtes et RF pour aider les étudiants à bien comprendre les tests RF et à rationaliser les processus industriels. Les puces à signaux mixtes sont celles qui incluent des circuits analogiques et numériques dans leur conception.

« Les tests de signaux mixtes et RF sont généralement assez ponctuels dans l'industrie », explique Ozev. « Chaque nouveau produit nécessite sa propre approche de test. Ce domaine peut grandement bénéficier d’une approche systémique des tests et de l’évaluation de la qualité des tests.

En plus du temps passé en classe sous la direction d'Ozev, le cours donne aux étudiants une expérience pratique en laboratoire des tests microélectroniques sous la supervision des ingénieurs de test NXP et Advantest. Le cours utilise également des équipements donnés par Advantest et installés dans les installations MacroTechnology Works de l'ASU.

Paul Hirsch, responsable de compte mondial senior et représentant d'Advantest impliqué dans le développement du cours, a salué les efforts de l'ASU pour donner vie au cours.

« Le processus de collaboration avec l'ASU a été remarquable », déclare Hirsch. « Nous avons senti que tous les membres de l'équipe ASU étaient ouverts et positifs dans leurs interactions avec NXP et Advantest. Ils ont rapidement compris l’intérêt de notre collaboration et ont fait de leur mieux pour nous ouvrir les portes.

Ferhat Can Ataman, étudiant diplômé en génie électrique à l'ASU, a suivi le cours pour approfondir ses connaissances dans la recherche sur les radars à ondes millimétriques. Il a cherché à comprendre comment les tests de semi-conducteurs RF sont effectués pour améliorer la précision de l'étalonnage de son radar.

« Le laboratoire de cette classe m'a donné l'occasion d'acquérir une expérience pratique », explique Ataman. « J'ai acquis de l'expérience avec les outils de test standards de l'industrie et les scénarios de tests RF réels. »

Il dit que le cours lui a appris l'importance d'intégrer des méthodes de test lors de la conception d'une puce semi-conductrice, y compris la technologie d'auto-test intégrée, ou BIST. Cette technologie est intégrée dans la conception des puces et détecte tout dysfonctionnement des puces, à l'instar du voyant de contrôle du moteur d'une voiture.

Ataman a trouvé cette expérience précieuse et comprend désormais comment les tests de grands lots de puces sont effectués dans le secteur industriel.